Question

(12分)在右图均用石墨作电极的电解池中，甲池中为500mL含某一溶质的蓝色溶液，乙池中为500mL稀硫酸，闭合K₁，断开K₂进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，立即停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重1.6g。请回答下列问题：

（1）电解过程中，乙池C电极发生反应的电极反应式                     。

（2）甲池电解时反应的离子方程式                          。

（3）甲池电解后溶液的pH=        ，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入       ，

其质量为         g。（假设电解前后溶液的体积不变）

（4）电解后若再将K₁断开，闭合K₂，电流计指针发生偏转，则D电极发生反应的电极反应式      。

Answer

（1）2H++2e—=H2↑（2）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+

（3）1 ；CuO ；2；（4）O2+4e—+4H+=2H2O。

【解析】

试题分析：（1）甲池为CuSO4溶液，闭合K1, 观察到A电极表面有红色的固态物质生成，说明A电极为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu；B为阳极，发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑；B电极有无色气体O2生成；则p为负极，q为正极，则C为阴极；D为阳极。在乙池C电极发生还原反应，电极反应式是：2H++2e—=H2↑；在D电极发生反应：4OH---4e-=O2↑+2H2O；（2）根据（1）分析及电极反应式可知：甲池电极的总反应方程式是：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+；（3）当溶液中的原有溶质完全电解后，立即停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重1.6g。n(Cu)= 1.6g÷64g/mol=0.025mol，n(H+)=2n(Cu)=0.025mol×2=0.05mol，所以c(H+)=0.05mol÷0.5L=0.1mol/L，因此pH=1；由于从两个电极分别产生了Cu、O2，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入CuO；n(CuO)= 0.025mol，则m(CuO)= 0.025mol×80g/mol=2g。（4）电解后若再将K1断开，闭合K2，乙池形成的是氢氧燃料电池，电流计指针发生偏转，则D电极是原电池的正极，发生反应的电极反应式是O2+4e—+4H+=2H2O。C电极发生反应是：H2-2e-=2H+。

考点：考查原电池、电解质的反应原理及应用的知识。